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SERCOS III的實時性 [作者: Ronald Larsen,SERCOS總經(jīng)理]
  SERCOS III是SERCOS 接口的最新版本,使用了工業(yè)以太網(wǎng)作為傳輸機制,并使用了銅和光纖做物理介質(zhì)。SERCOS I和II版本只使用了光纖。SERCOS是SErial Realtime Communications System的同義詞,是一種連接運動控制、驅(qū)動器、I/O模塊和傳感器的數(shù)字運動控制總線。它是一個開放的控制器智能數(shù)字設備接口,其設計目標是用于實時環(huán)境下的標準化閉環(huán)數(shù)據(jù)的高速串行通信。

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圖:SERCOS III工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議可以用于馬達或數(shù)值控制器之間、以及從馬達控制器和數(shù)值控制器到驅(qū)動器之間的C2C(控制器到控制)通信。
SERCOS接口是實時的通信系統(tǒng),它定義了標準化的物理層,提供了500多個描述驅(qū)動器和控制之間交互的參數(shù),獨立于任何制造廠商。它提供了高級的運動控制能力,內(nèi)含用于I/O控制的功能,使機器制造商不需要使用單獨的I/O總線。2003年末,SERCOS III開始上馬。這個第三代的SERCOS將現(xiàn)有的明確的SERCOS接口連接到了工業(yè)以太網(wǎng)的高速帶寬上。
  SERCOS III在界面、同步化和消息結(jié)構(gòu)上保持了對之前版本的兼容性。它保留了描述實時運動和I/O控制的參數(shù)集合。SERCOS III接口連接的硬件成本被降低到了模擬接口的水平。
  協(xié)議如何工作
  SERCOS III使用加載到FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)或通用通信控制器(GPCC)及標準工業(yè)以太網(wǎng)硬件上的SERCOS軟件核心,運行速度為100Mbit/sec。SERCOS接口在控制器和驅(qū)動器之間交換數(shù)據(jù),在極短的周期內(nèi)傳送命令和實際數(shù)值。它保證了在給定數(shù)量的軸向上準確協(xié)調(diào)的動作同步化。
  基于FPGA或GPCC的SERCOS接口控制器一般被集成到主運動控制、驅(qū)動器、放大器及I/O模塊之中。它們自動處理大部分的SERCOS接口通信功能,減輕主機處理器的處理負載,簡化了設計者的任務。
  定義運動和I/O功能的標準軟件函數(shù)(被稱為IDN或Idents)有500多個。此外,接口還能采用制造商定制的IDN,用來定義標準IDN集合沒有涵蓋的獨特功能。
  在一個SERCOS接口系統(tǒng)中,所有的伺服回路一般都在驅(qū)動器內(nèi)閉合。這樣降低了運動控制器的計算負載,使它比起不使用這種方式來能同步更多的軸。此外,閉合所有的伺服回路減輕了運動控制和驅(qū)動器之間的傳輸延遲效應。之前的SERCOS版本有一個服務通道,傳送用于顯示和輸入所有的控制內(nèi)部參數(shù)、數(shù)據(jù)和診斷信息的非循環(huán)性數(shù)據(jù)。SERCOS III添加了一個IP通道,使用標準的以太網(wǎng)幀傳送非實時數(shù)據(jù)。
  SERCOS III的新特性包括線型拓樸結(jié)構(gòu)(之前有環(huán)形拓樸結(jié)構(gòu))、同一環(huán)或同一線上的從設備之間的直接交叉通信、用于多組運動控制之間同步和通信的界面、用于在環(huán)路中斷時容錯的硬件冗余、用于連接和去除運行中節(jié)點的熱插拔、用于驅(qū)動器集成的安全功能的安全通信、以及只有之前的SERCOS接口的最小值一半的周期時間(31.25微秒vs. 62.5微秒)。
 
 
 
 

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